(57)【要約】Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、ＳｉＯ２を含有し、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％の酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。アーキングを低減させ、マグネトロンスパッタ装置で安定した放電が得られ、かつ、高密度でスパッタ時に発生するパーティクルの少ないＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
2011070850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、ＳｉＯ２を含有し、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％の酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項１記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項３】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項４】
相対密度を９８％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項５】
Ｃｏを含有する金属マトリックス相、６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物相及び０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物からなることを特徴とする非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項６】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項５記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項７】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項５又は６記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の磁性体薄膜、特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスクのグラニュラー磁気記録膜の成膜に使用されるＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット等に関し、アーキングが少なくマグネトロンスパッタ装置でスパッタする際に安定した放電が得られ、かつ高密度で、スパッタ時に発生するパーティクルの少ないスパッタリングターゲット及び該ターゲットのスパッタリングによって製造できる磁性体薄膜並びに同磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の分野では、磁性体薄膜中に非磁性材料を微細分散させることにより磁気特性を向上させる技術が開発されている。その一例として、垂直磁気記録方式を採用するハードディスクの記録媒体では、磁気記録膜中の磁性粒子間の磁気的相互作用を非磁性材料により遮断、または弱めたグラニュラー膜を採用し、磁気記録媒体としての各種特性を向上させている。
このグラニュラー膜に最適な材料の一つとしてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２が知られており、このＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２のグラニュラー膜は、一般に、Ｃｏを主成分とした強磁性のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金の素地中に非磁性材料であるＳｉＯ２が均一に微細分散した非磁性材粒子分散型磁性材ターゲットをスパッタリングして作製される。【０００３】
このような非磁性材粒子分散型磁性材スパッタリングターゲットは、溶解法では非磁性材粒子を磁性合金素地中に均一に微細分散させることが不可能であるため、粉末冶金法で製造されることが広く知られている。
例えば、急冷凝固法で作製した合金相を持つ合金粉末とセラミックス相を構成する粉末とをメカニカルアロイングし、セラミックス相を構成する粉末を合金粉末中に均一に分散させ、ホットプレスにより成形し磁気記録媒体用スパッタリングターゲットを得る方法が提案されている（特許文献１）。【０００４】
また、急冷凝固法で作製した合金粉末を用いなくても、ターゲットを構成する各成分について市販の原料粉末を用意し、それらの原料粉を所望の組成になるように秤量し、ボールミル等の公知の手法で混合し、混合粉末をホットプレスにより成型・焼結することによって、非磁性材粒子分散型磁性材スパッタリングターゲットは作製できる。
また焼結後に密度の高い素材が得られれば、スパッタ時に問題となるパーティクルの発生量が少ないことが一般的に知られている。【０００５】
スパッタリング装置には様々な方式のものがあるが、上記の磁気記録膜の成膜では、生産性の高さからマグネトロンスパッタリング装置が広く用いられている。
スパッタリング法とは、正の電極となる基板と負の電極となるターゲットを対向させ、不活性ガス雰囲気下で、該基板とターゲット間に高電圧を印加して電場を発生させるものである。
この時、不活性ガスが電離し、電子と陽イオンからなるプラズマが形成されるが、このプラズマ中の陽イオンがターゲット（負の電極）の表面に衝突するとターゲットを構成する原子が叩き出されるが、この飛び出した原子が対向する基板表面に付着して膜が形成される。このような一連の動作により、ターゲットを構成する材料が基板上に成膜されるという原理を用いたものである。【０００６】
マグネトロンスパッタ装置の特徴は、ターゲットの裏面側に磁石を備えており、この磁石からターゲット表面に漏れ出てくる磁束（漏洩磁束）が、ターゲット表面近傍において電子をサイクロイド運動させて、効率良くプラズマを発生させることを可能としていることである。
Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔなどの金属とＳｉＯ２などの酸化物を含有する磁性材ターゲットの場合、ＳｉＯ２などの酸化物に導電性がないので、ターゲット表面に露出する酸化物相の各粒子の面積が大きいと、スパッタリング時にパーティクル発生が増加するという問題があり、それを解決するために、酸化物相の各粒子の面積を出来るだけ小さくする必要があった。【０００７】
従来技術を見ると、特許文献２に、酸化物相にＣｒを含ませることにより、酸化物相の粒成長を抑制して均質に分散させるとともに、高密度ターゲットを得るという記載がなされている。この特許文献２では、酸化物相の粒成長抑制は、クロムを含有することに加え、通電焼結法を用いることが要点となっている。
しかし、酸化クロム含有量が１．２〜１２．０ｍｏｌ％と多く、このような多量の添加は、非磁性材粒子分散型磁性体薄膜及び同分散型磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体としての特性を大きく変えることになるので、問題である。また、平均粒径０．５μｍの酸化ケイ素原料粉末を用いているにもかかわらず、得られた酸化物相の粒径が２〜２．５μｍ程度であり、粒径が十分微細化されているとは言えないという問題がある。【０００８】
また、特許文献３には、酸化物相にＣｒ酸化物を加えることにより、パーティクル発生を抑制するということが提案されている。また、特許文献４、特許文献５などを引用し、シリカ相の微細化だけではパーティクル発生は抑制できず、「合金相とシリカ相との密着性が悪い」と解決できないと記載している。この特許文献３では、引用のシリカ相が１０μｍ以下であるのを「微細」と見做していること、原料粉末ＳｉＯ２の粒径を２０μｍ以下とし、実施例で３μｍであることから、酸化物相はその程度以上の粒径の組織であることを示唆している。【０００９】
また、同特許文献３の段落［００１０］に、温度１２００°Ｃ、３時間のホットプレスが行われている。このような高温、長時間のホットプレスが行われると、ＳｉＯ２の粗大化が当然発生するもので、このことからもＳｉＯ２の十分な微細化は達成できていないことが分かる。パーティクル低減のためにＣｒ含有量０．０１〜０．５質量％という添加を示しているが、酸化物相が粗大であると判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−８８３３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２１５６１７号公報
【特許文献３】特開２００７−３１８０８号公報
【特許文献４】特開２００１−２３６６４３号公報
【特許文献５】特開２００４−３３９５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一般に、上記のようなマグネトロンスパッタ装置で非磁性材粒子分散型磁性材スパッタリングターゲットをスパッタしようとすると、酸化物粒子を基点にアーキングを起こし、放電が安定しないという大きな問題が生じやすくなる。
この問題を解決するには、ＳｉＯ２を均一に分散させることが有効である。
本発明は、アーキングを低減し、マグネトロンスパッタ装置で安定した放電が得られ、かつ、高密度でスパッタ時に発生するパーティクルの少ない非磁性材粒子分散型磁性材スパッタリングターゲットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を行った結果、ターゲットの組織構造を調整することにより、アーキングを低減できるターゲットが得られることを見出した。また、このターゲットは、密度を十分高くすることができ、スパッタ時に発生するパーティクルを減少させることができるとの知見を得た。
このような知見に基づき、本発明は、次の発明を提供する。【００１３】
１）Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
より好ましい酸化物相の各粒子の平均面積は１．５μｍ２以下である。【００１４】
２）前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする上記１）記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
これらは、代表的なＣｏ系非磁性材粒子分散型磁性材であり、本願発明は、これらに好適である。【００１５】
３）酸化物相の比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする上記１）又は２）記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
４）相対密度を９８％以上であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれかに記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
本願発明は、酸化物相の粒子の微細化が可能であると共に、相対密度を向上させることができるという特徴を備えている。【００１６】
５）Ｃｏを含有する金属マトリックス相、６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物相及び０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物からなることを特徴とする非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
本発明の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜は、上記スパッタリングターゲットを用いて成膜することにより得られるものであるが、スパッタリングにより形成さられる薄膜の成分組成は、ターゲットの成分組成が反映されるので、同様の成分組成を備えている。【００１７】
６）前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする上記５）記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
７）酸化物相の比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする上記５）又は６）記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
８）上記５）〜７）のいずれかに記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体。【００１８】
本発明のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットは、上記の通り相対密度を９８％以上とすることが望ましい。相対密度を９８％以上とすることにより、合金と非磁性材粒子の密着性が高まるので、スパッタ時の非磁性材粒子の脱粒が抑制され、パーティクルの発生量を低減させることができる。
ここでの相対密度とは、ターゲットの実測密度を計算密度で割り返して求めた値である。計算密度とはターゲットの構成成分が互いに拡散あるいは反応せずに混在していると仮定したときの密度で、次式で計算される。
式：計算密度＝Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比）/Σ（構成成分の分子量×構成成分のモル比／構成成分の文献値密度）
ここでΣは、ターゲットの構成成分の全てについて、和をとることを意味する。
【発明の効果】
【００１９】
Ｃｏ又はＣｏを主成分とした合金の素地中に非磁性材料である微細なＳｉＯ２が均一に分散したターゲットとすることができる。すなわち、金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有させ、酸化物相の各粒子の平均面積を２．０μｍ２以下とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットを提供できる。
このように、ＳｉＯ２の酸化物粒子の微細化と高密度化により、パーティクルの発生量を大きく低減させることができる。さらに、アーキングの少ないターゲットとなることから安定した放電が得られ、低コストで磁性体薄膜を製造できるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のターゲット面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像である。
【図２】比較例１のターゲット面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像である。
【図３】実施例２のターゲット面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像である。
【図４】比較例２のターゲット面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットは、Ｃｏを含有する磁性を有する金属マトリックス相と、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットである。
前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とする。
本願発明は、上記の通り、Ｃｏ又はＣｏを基とする合金に適用できる。代表的なＣｏ系非磁性材粒子分散型磁性材としては、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金である。本願発明はこれらに好適である。
【００２２】
一般に、単に微細なＳｉＯ２焼結原料を添加して焼結しても、焼結の段階で凝集し、粗大化するのが常であった。特に、１２００°Ｃ程度の焼結で、微細分散したスパッタリングターゲットが望まれていたが、従来の製造方法（混合方法、焼結条件）では、焼結後のターゲットのＳｉＯ２粒の１つ当たりの平均面積が３μｍ２以上（円と仮定すると粒径２μｍ以上）になっていた。この場合、焼結温度を下げあるいは焼結時間を短くすれば微細化していくが、それでも２．５μｍ２程度が限界であって、この場合は、逆に焼結が十分でなく、密度不足（焼結不足）を招く結果、かえってスパッタリング中の異常放電（ア−キング）やパーティクル発生量が増加するという問題があった。
【００２３】
従来の製造方法は、この延長線上にあり、酸化クロムを添加する場合でも、密度向上を目的とし、高温、長時間の焼結が行われており、この結果、ＳｉＯ２粒の１つ当たりの平均面積が３μｍ２以上になるのである。これはＳｉＯ２粒の微細化とは言えず、スパッタリング中のある程度の異常放電（ア−キング）やパーティクル発生は黙認されていたと言える。また、パーティクル低減を課題とした特許文献２、特許文献３などの試みはあるが、磁性材の特性に影響を与えることなく、かつ酸化物相を十分に微細化するまでには至っていない。
【００２４】
本願発明は、これを解決するものである。すなわち、その解決手段として、焼結時に、ＳｉＯ２を含有する酸化物の表面、あるいは酸化物粒子の間隙に、同じ温度においては拡散速度がはるかに遅い高融点酸化物の微粒子を介在させることにより、ＳｉＯ２を含有する酸化物同士の凝集を抑えることを提案するものである。
ここで「ＳｉＯ２を含有する酸化物相」とは、酸化物がＳｉＯ２のみの場合及びＳｉＯ２と他の酸化物とを組合せた酸化物相を意味する。酸化物としてはＳｉＯ２以外の酸化物、例えば類似する特性のＴｉＯ２を含有する場合もあるが、酸化物の存在がＳｉＯ２の影響を強く受ける場合を意味するものである。
これにより、ＳｉＯ２を含有する酸化物は原料粉体と同程度の粒子径を維持して焼結され、その結果、酸化物相の各粒子の面積を小さくすることができ、焼結条件にもよるが、２．０μｍ２以下に抑えることが可能となった。
【００２５】
なお、上記にも述べたように、単にＳｉＯ２を含有する酸化物の原料粉体の粒径を小さいものを使用しても、粒子サイズが小さくなるほど表面エネルギーが高く凝集し易く、焼結後の粒径を原料粉体の粒径とすることは出来ない。
以上を実現する手段として、Ｃｒ酸化物の高融点酸化物を０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満添加する。また、焼結条件を適度に抑制し、ＳｉＯ２を含有する酸化物粒子の成長を抑制するものである。上記Ｃｒ酸化物の添加量が０．３ｍｏｌ％未満であると、ＳｉＯ２の粒子が凝集し、ＳｉＯ２の平均粒子面積２．０μｍ２以下を達成することができない。その結果パーティクルの発生が低減できない。
【００２６】
他方、Ｃｒ酸化物の添加量が１．０ｍｏｌ％以上であると、磁性特性が変化し、所定の特性を有する磁性膜を作成することが困難となる。また、１．０ｍｏｌ％以上添加して密度を上げるには、より高温、長時間の焼結条件となり、ＳｉＯ２の焼結時の拡散・凝集・粒成長が加速されるので抑制しきれなくなる。
ＳｉＯ２は絶縁体であるが、Ｃｒ酸化物を添加することにより、焼結体としての導電性を比抵抗３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下に低くすることができる。
Ｃｒ酸化物を敢えて添加しない場合でも、マトリックス相にＣｒを含んでいる場合、焼結時に酸化し、Ｃｒ酸化物（Ｃｒ２Ｏ３）を０．１〜０．２ｍｏｌ％程度形成される場合がある。
【００２７】
この意味では、従来製造されている酸化物分散型Ｃｏ合金スパッタリングターゲットは自然にＣｒ酸化物０．１〜０．２ｍｏｌ％程度含むものであったと思われるが、その場合は、ＳｉＯ２の粒は粗大であって、かつ酸化物相の比抵抗や誘電率についての効果は得られない。Ｃｒ酸化物の含有量が０．３ｍｏｌ％以上で顕著に現れる効果である。
本発明のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットの製造に際し、磁性金属として、例えば平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意し、これとＣｒ２Ｏ３粉末をミキサーで混合する。
【００２８】
上記の範囲でＣｒ２Ｏ３粉末を加える場合は、Ｃｒ２Ｏ３粉末の平均粒径を０．６μｍ以下とすることが望ましい。また、同様に上記の範囲で、ＳｉＯ２を加える場合には、原料粉末のＳｉＯ２の平均粒径を１μｍ以下とすることが望ましい。
このようにして得られた粉末を、真空ホットプレス装置を用いて成型・焼結し、所望の形状へ切削加工することで、本発明のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットを作製する。
成型・焼結は、ホットプレスに限らず、プラズマ放電焼結法、熱間静水圧焼結法を使用することもできる。焼結時の保持温度はターゲットが十分緻密化する温度域のうち最も低い温度に設定するのが好ましい。ターゲットの組成にもよるが、多くの場合、９００〜１２００°Ｃの温度範囲にある。
【００２９】
ＳｉＯ２粒子の１つあたりの平均面積は、顕微鏡観察画像を画像処理することで求めることができる。また、密度はアルキメデス法で測定するのが最もよいが、寸法測定と重量測定から計算してもよい。こうして測定された絶対密度を、各分子が組成比に混在しているとして計算した計算密度を用いて相対密度を計算することができる。
Ｃｒ酸化物の添加は、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２等の、各要素粉末、あるいは合金粉末を構成する混合粉末にＣｒ２Ｏ３を均一に混合することにより得ることができる。また、粉砕・混合工程などで、Ｃr粉、Ｃｏ−Ｃｒ粉やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ粉を適度に自然酸化させることで、結果として、金属として存在していたＣｒの一部をＣｒ酸化物とすることによってもＣｒ酸化物の添加は可能である。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例および比較例に基づいて説明する。なお、本実施例はあくまで一例であり、この例によって何ら制限されるものではない。すなわち、本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されるものであり、本発明に含まれる実施例以外の種々の変形を包含するものである。【００３１】
（実施例１）
実施例１では、原料粉末として、平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末、平均粒径を０．６μｍのＣｒ２Ｏ３粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が１２．００Ｃｒ−７．５８ＳｉＯ２−０．７５Ｃｒ２Ｏ３−残部Ｃｏ（ｍｏｌ％）となるように、Ｃｏ粉末７９．７３ｗｔ％、Ｃｒ粉末1０．６０ｗｔ％、ＳｉＯ２粉末７．７３ｗｔ％、Ｃｒ２Ｏ３粉末１．９４ｗｔ％、の重量比率でそれぞれ秤量した。【００３２】
次に、Ｃｏ粉末、Ｃｒ粉末、ＳｉＯ２粉末、Ｃｒ２Ｏ３粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１５０°Ｃ、保持時間９０分、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが７ｍｍの円盤状のターゲットを得た。【００３３】
この実施例１では相対密度が９９％を超える高密度なターゲットが得られた。実施例１のターゲットの研磨面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像を図１に示す。この図１の組織画像に示すように、上記実施例１において極めて特徴的なのは、マトリックス合金相の中に、ＳｉＯ２粒子が微細に分散していることである。図１において、細かく分散しているのがＳｉＯ２粒子である。また、酸化物相の各粒子の平均面積は１．６μｍ２であった。この酸化物相の各粒子の平均面積とターゲットを構成する成分の分析結果を、表１に示す。【００３４】
【表１】
2011070850.tif 000003
【００３５】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様に、原料粉末として、平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意した。
これらの粉末をターゲットの組成が１２．００Ｃｒ−７．５８ＳｉＯ２−残部Ｃｏ（ｍｏｌ％）となるように、Ｃｏ粉末８１．４５ｗｔ％、Ｃｒ粉末１０．７２ｗｔ％、ＳｉＯ２粉末７．８３ｗｔ％の重量比率でそれぞれ秤量した。実施例１との差異点は、Ｃｒ２Ｏ３粉末を添加していない点である。【００３６】
これらの粉末を実施例１と同様に混合した後、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１５０°Ｃ、保持時間９０分、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが７ｍｍの円盤状のターゲットを得た。【００３７】
比較例１では相対密度が９９％を超え、実施例１と同様に高密度なターゲットとなった。この比較例１のターゲットの研磨面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像を図２に示す。この図２の組織画像に示すように、比較例１では、上記実施例１に較べてマトリックス合金相の中のＳｉＯ２粒子が粗大化しているのが分かる。また、酸化物相の各粒子の平均面積は２．４μｍ２であった。この酸化物相の各粒子の平均面積とターゲットを構成する成分の分析結果を、表１に示す。【００３８】
（実施例２）
実施例２では、原料粉末として、平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径２μｍのＲｕ粉末、平均粒径２μｍのＴａ２Ｏ５粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末、平均粒径を０．６μｍのＣｒ２Ｏ３粉末を用意した。
次に、これらの粉末をターゲットの組成が１６Ｃｒ−１８Ｐｔ−４Ｒｕ-１Ｔａ２Ｏ５-６ＳｉＯ２−０．７５Ｃｒ２Ｏ３残部Ｃｏ（ｍｏｌ％）となるように、それぞれ秤量した。【００３９】
次に、Ｃｏ粉末、Ｃｒ粉末、Ｐｔ粉末、Ｒｕ粉末、ＳｉＯ２粉末、Ｔａ２Ｏ５粉末、Ｃｒ２Ｏ３粉末を、粉砕媒体のジルコニアボールと共に容量１０リットルのボールミルポットに封入し、２０時間回転させて混合した。
この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして焼結体を得た。さらにこれを旋盤で直径が１８０．０ｍｍ、厚さが７．０ｍｍの円盤状のターゲットへ加工した。【００４０】
この実施例２では相対密度が９９％を超える高密度なターゲットが得られた。実施例２のターゲットの研磨面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像を図３に示す。この図３の組織画像に示すように、上記実施例１において極めて特徴的なのは、マトリックス合金相の中に、Ｔａ２Ｏ5粒子及びＳｉＯ２粒子が微細に分散していることである。図３において、細かく分散しているのがＴａ２Ｏ5粒子及びＳｉＯ２粒子である。また、酸化物相の各粒子の平均面積は２．０μｍ２であった。この酸化物相の各粒子の平均面積とターゲットを構成する成分の分析結果を、表１に示す。【００４１】
（比較例２）
比較例２では、実施例２と同様に、原料粉末として、平均粒径１μｍのＣｏ粉末、平均粒径２μｍのＣｒ粉末、平均粒径２μｍのＰｔ粉末、平均粒径２μｍのＲｕ粉末、平均粒径２μｍのＴａ２Ｏ５粉末、平均粒径１μｍのＳｉＯ２粉末を用意した。ターゲットの組成が１６Ｃｒ−１８Ｐｔ−４Ｒｕ−１Ｔａ２Ｏ５−６ＳｉＯ２−残部Ｃｏ（ｍｏｌ％）となるようにそれぞれ秤量した。実施例２との差異点は、Ｃｒ２Ｏ３粉末を添加していない点である。
これらの粉末を実施例２と同様に混合した後、この混合粉をカーボン製の型に充填し、真空雰囲気中、温度１１５０°Ｃ、保持時間９０分、加圧力３０ＭＰａの条件のもとホットプレスして、焼結体を得た。さらにこれを旋盤で切削加工して直径が１８０ｍｍ、厚さが７ｍｍの円盤状のターゲットを得た。【００４２】
比較例２では相対密度が９９％を超え、実施例２と同様に高密度なターゲットとなった。この比較例３のターゲットの研磨面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したときの組織画像を図４に示す。この図４の組織画像に示すように、比較例２では、上記実施例２に較べてマトリックス合金相の中のＴａ２Ｏ５粒とＳｉＯ２粒子が粗大化しているのが分かる。また、酸化物相の各粒子の平均面積は２．７μｍ２であった。この酸化物相の各粒子の平均面積とターゲットを構成する成分の分析結果を、表１に示す。【００４３】
なお、上記の実施例、比較例においては、代表的なＣｏ基合金の例を示したが、本願発明は、そもそもＣｏを含有する金属マトリックス相にＳｉＯ２の酸化物の相が存在する場合において、Ｃｒ酸化物が含有される場合の影響を調べるためのものであるから、金属マトリックス相がＣｏ又はＣｏ基合金であれば、同様の傾向を持つものであり、金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、又は他のＣｏ基合金に適用できることは容易に理解されるであろう。【００４４】
また、上記実施例及び比較例においては、金属マトリックス相にＳｉＯ２の酸化物の相が存在する場合について説明したが、ＳｉＯ２にＴｉＯ２が含まれる場合においても、ＴｉＯ２がＳｉＯ２とほぼ類似の特性及び機能を有するものであるから、ＳｉＯ２と同等の結果が得られるものであることは当然理解されるべきものである。本願発明はこれらを包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットであり、ＳｉＯ２を含有する酸化物粒子の微細化と高密度化により、パーティクルの発生量を大きく低減させることができる。【００４６】
したがって、マグネトロンスパッタリング装置による、Ｃｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットの安定した、かつ生産性の高いスパッタリングを実現することができる。さらに、アーキングを低減できるターゲットとなり、マグネトロンスパッタ装置で使用したとき、不活性ガスの電離促進が効率的に進み、安定した放電が得られ、低コストで磁性体薄膜を製造できる優れた効果を有するので、磁気記録媒体の磁性体薄膜、特に垂直磁気記録方式を採用したハードディスクのグラニュラー磁気記録膜の成膜に使用されるＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲットとして有用である。
【図１】
2011070850.tif 000004
【図２】
2011070850.tif 000005
【図３】
2011070850.tif 000006
【図４】
2011070850.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月28日(2011.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、ＳｉＯ２を含有し、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％の酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項１記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項３】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項４】
相対密度を９８％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングにより形成されたＣｏを含有する金属マトリックス相、６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物相及び０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物からなることを特徴とする非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項６】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項５記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項７】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項５又は６記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月4日(2011.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、ＳｉＯ２を含有し、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％の酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項１記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項３】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項４】
相対密度を９８％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパッタリングターゲットを用いてスパッタリングにより形成されたＣｏを含有する金属マトリックス相、６〜１４ｍｏｌ％のＳｉＯ２を含有する酸化物相及び０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物からなる薄膜であって、比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項６】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項５記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜。
【請求項７】
請求項５〜６のいずれか一項に記載の非磁性材粒子分散型磁性体薄膜を用いた磁気記録媒体。
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｏを含有する金属マトリックス相と、ＳｉＯ２を含有し、粒子を形成して分散して存在する６〜１４ｍｏｌ％の酸化物の相（以下、「酸化物相」という。）から構成されるスパッタリングターゲットであって、前記金属マトリックス相及び酸化物相を構成する成分以外に、前記酸化物相内又はその表面に点在する０．３ｍｏｌ％以上、１．０ｍｏｌ％未満のＣｒ酸化物を含有し、酸化物相の各粒子の平均面積が２．０μｍ２以下であることを特徴とするＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項２】
前記金属マトリックス相が、Ｃｏ金属単独であるか、Ｃｒ：６〜４０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であるか、又はＣｒ：６〜４０ｍｏｌ％、Ｐｔ：８〜２０ｍｏｌ％であり、残部がＣｏからなるＣｏ基合金であることを特徴とする請求項１記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項３】
比抵抗が３．５×１０１６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【請求項４】
相対密度を９８％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣｏ若しくはＣｏ合金相に酸化物相を分散させたスパッタリングターゲット。
【国際調査報告】
2011070850.tif 000008
2011070850.tif 000009
2011070850.tif 000010